CN118363155B - 光学镜头及近眼显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学镜头及近眼显示设备，沿光线传输的反方向依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜；第一透镜具有正光焦度，第一透镜的出光面为凸面，第一透镜的入光面为凸面；第二透镜具有负光焦度，第二透镜的出光面在近光轴处为凹面，第二透镜的入光面在近光轴处为凸面；所述第三透镜具有负光焦度，第三透镜的出光面在近光轴处为凹面，第三透镜的入光面为凹面；第四透镜具有正光焦度，第四透镜的出光面为凸面，第四透镜的入光面为凹面。本发明提供的光学镜头，通过特定的表面形状设置和合理的光焦度分配，使光学镜头具有较大的视场角、较短的光学总长、较大的像面以及较高的解像力，成像品质优良，为用户带来极佳的感官体验。

Description

光学镜头及近眼显示设备

技术领域

本发明涉及成像镜头的技术领域，特别是涉及一种光学镜头及近眼显示设备。

背景技术

随着VR（虚拟现实）技术应用范围和场景的逐步拓展，以及VR技术在科研、军事、工业、游戏、视频、教育等各领域的广泛应用，VR头戴式设备急需大视场角、轻量化的光学引擎，从而其投射光学镜头产品对成像质量、光学畸变、视场角以及体积等方面的技术水平要求也日益提升。

目前市场上流行的VR头戴式设备光学引擎的投射镜头的视场角较小，难以获取大视野内的成像画面，不能满足实际需求；还有许多投射镜头的镜片数多，使镜头的成本较高且体积较大，不利于在市场上推广应用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种光学镜头，具有大视场角、高像素、成像品质优良等一个或多个优点。

本发明采用的技术方案为：

一种光学镜头，所述光学镜头沿光线传输的反方向依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜各自包括一入光面及一出光面，入光面和出光面相对设置在每个透镜的表面；所述第一透镜具有正光焦度，所述第一透镜的出光面为凸面，所述第一透镜的入光面为凸面；所述第二透镜具有负光焦度，所述第二透镜的出光面在近光轴处为凹面，所述第二透镜的入光面在近光轴处为凸面；所述第三透镜具有负光焦度，所述第三透镜的出光面在近光轴处为凹面，所述第三透镜的入光面为凹面；所述第四透镜具有正光焦度，所述第四透镜的出光面为凸面，所述第四透镜的入光面为凹面；其中，所述光学镜头的有效焦距f与所述光学镜头的最大半视场角的弧度θ满足：30mm/rad<f/θ<40mm/rad。

本发明还提供了一种近眼显示设备，沿光信号传输方向依次包括：图像源、上述的光学镜头；所述图像源用于发射光信号，所述光信号包括图像信息；所述光学镜头设于所述图像源的出光方向上，且所述第四透镜相较于所述第一透镜更靠近所述图像源设置，所述光学镜头用于对所述图像源发出的光信号进行调制传输至人眼。

相较于现有技术，本发明提供的光学镜头，通过特定的表面形状设置和合理的光焦度分配，使光学镜头具有较大的视场角和较短的光学总长，有利于近眼显示设备的轻薄化，较大的视场角可以提供宽视场的显示效果，给用户带来更好的体验感；同时光学镜头还具有较大的像面以及较高的解像力，能够匹配大尺寸的图像源实现高清成像，提高成像品质，为用户带来极佳的感官体验。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例中提供的近眼显示设备的结构示意图。

图2为本发明实施例1中提供的光学镜头的结构示意图。

图3为本发明实施例1中提供的光学镜头的像散曲线图。

图4为本发明实施例1中提供的光学镜头的f-θ畸变曲线图。

图5为本发明实施例2中提供的光学镜头的结构示意图。

图6为本发明实施例2中提供的光学镜头的像散曲线图。

图7为本发明实施例2中提供的光学镜头的f-θ畸变曲线图。

图8为本发明实施例3中提供的光学镜头的结构示意图。

图9为本发明实施例3中提供的光学镜头的像散曲线图。

图10为本发明实施例3中提供的光学镜头的f-θ畸变曲线图。

图11为本发明实施例4中提供的近眼显示设备的光路示意图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的实施例的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本发明的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明提供了一种光学镜头，光学镜头用于对图像源发出的光信号进行调制并传输至人眼入瞳侧，光学镜头设置于图像源的出光方向上，也即图像源的发射面为光信号的出光侧。沿光线传输的反方向（即从人眼入瞳侧至图像源面）依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜，且上述任意相邻两透镜之间均具有空气间隙。第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜各自包括一入光面及一出光面，入光面和出光面相对设置在每个透镜的表面。可以理解的是，每个透镜靠近图像源的表面称为该透镜的入光面，每个透镜靠近人眼入瞳侧的表面称为该透镜的出光面。

在一些实施方式中，第一透镜具有正光焦度，第一透镜的出光面为凸面，第一透镜的入光面为凸面。第一透镜采用正光焦度透镜，可以将光线更快速的收敛进入人眼，减小系统总长，更好实现系统的小型化。第二透镜具有负光焦度，所述第二透镜的出光面在近光轴处为凹面，所述第二透镜的入光面在近光轴处为凸面。第三透镜具有负光焦度，第三透镜的出光面在近光轴处为凹面，第三透镜的入光面为凹面。第三透镜采用双凹透镜，可以有效矫正前面系统带来的像差及畸变，提高镜头的成像质量。第四透镜具有正光焦度，第四透镜的出光面为凸面，第四透镜的入光面为凹面。

在一些实施方式中，光学镜头的有效焦距f与光学镜头的最大半视场角的弧度θ满足：30mm/rad<f/θ<40mm/rad。满足上述条件，可使镜头具有较大的焦距及视场角，能够实现高像素与大视场角的均衡，可实现接近人眼视场的效果，从而带给用户更好的视觉体验。

在一些实施方式中，光学镜头的光学总长TTL与光学镜头可以匹配的图像源的显示区域长度IH满足：1.1<TTL/IH<1.5。满足上述条件，有利于控制所述光学镜头的光学总长，同时使所述光学镜头能够匹配较大尺寸的图像源实现高清成像，为用户带来极佳的感官体验。

在一些实施方式中，光学镜头的有效焦距f与第一透镜的焦距f1满足：1.2<f1/f<2.5。满足上述条件，通过设置第一透镜具有较大的正屈折力，有助于更多的光线进入后方光学系统，增大视场角的同时提升整体成像质量，能够提供较大的眼动范围，给用户提供更好的沉浸感体验。

在一些实施方式中，光学镜头的有效焦距f与第二透镜的焦距f2满足：-30<f2/f<-5；第二透镜的出光面曲率半径R3与第二透镜的入光面曲率半径R4满足：0.3<R3/R4<0.8。满足上述条件，使光线出射第二透镜时具有较小的出射角，有利于校正所述光学镜头的畸变，提升镜头边缘视场的成像品质。

在一些实施方式中，光学镜头的有效焦距f与第三透镜的焦距f3满足：-20<f3/f<-3；第三透镜的出光面曲率半径R5与所述第三透镜的入光面曲率半径R6满足：-3<R5/R6<-0.3。满足上述条件，有利于实现镜头在不同屈光度下均具有较好的成像质量，提高所述光学镜头的成像品质。

在一些实施方式中，光学镜头的有效焦距f与第四透镜的焦距f4满足：1.2<f4/f<2.5。满足上述条件，通过设置第四透镜具有较大的正屈折力，可有效收敛图像源侧发出的光线，有利于匹配较大尺寸的图像源实现高清成像。

在一些实施方式中，第一透镜的出光面曲率半径R1与第一透镜的入光面曲率半径R2满足：-0.3<R1/R2<0。满足上述条件，通过合理控制第一透镜的面型，有利于光线从第一透镜出射后具有较大的视场范围，从而提供较大的眼动范围，给用户提供更好的沉浸感体验。

在一些实施方式中，光学镜头的光学总长TTL与光学镜头的后焦距BFL满足：0.22<BFL/TTL<0.3。满足上述条件，可使镜头具有较大的光学后焦，一方面可使从图像源侧发出的光线有较大曲折空间，提高光学镜头与大尺寸图像源的搭配适应性，同时在图像源与光学镜头间预留较大的空间，便于调节两者之间距离，从而可实现较大范围（如-8D至+5D）的屈光度调节，能够满足不同近视或者远视程度用户的佩戴需求。

在一些实施方式中，第一透镜的中心厚度CT1与第二透镜的中心厚度CT2满足：1<CT1/CT2<1.5；第二透镜的中心厚度CT2与第三透镜的中心厚度CT3满足：3<CT2/CT3<4。满足上述条件，通过合理设置各透镜的光学厚度，有利于实现镜头在不同屈光度下均具有较好的成像质量，同时，有利于降低所述光学镜头的敏感度，提高生产良率。

在一些实施方式中，第一透镜的焦距f1与第四透镜的焦距f4满足：0.7<f1/f4<1.3；第一透镜的中心厚度CT1和第四透镜的中心厚度CT4：0.9<CT1/CT4<1.5。满足上述条件，通过合理设置首尾透镜的焦距及厚度关系，可使光线以较为平缓的角度进入系统，有利于校正所述光学系统在不同屈光度条件下的像差，提高成像质量，使不同近视或远视程度的用户佩戴均具有较佳的感官体验。

在一些实施方式中，光学镜头的光学总长TTL与光学镜头的有效焦距f满足：1.35<TTL/f<1.8。满足上述条件，能够合理控制所述光学镜头的总长与有效焦距的比值，使所述光学镜头具有较短的光学总长，有效减小系统体积，更好搭载在VR设备上使用。

在一些实施方式中，第一透镜的焦距f1与第二透镜的焦距f2满足：-0.3<f1/f2<0；第三透镜的焦距f3与第四透镜的焦距f4满足：-8<f3/f4<-3；第二透镜的焦距f2与第三透镜的焦距f3满足：1<f2/f3<3。满足上述条件，通过合理分配四个透镜的焦距关系，能够有效增大光线的转折程度，使系统具有较大的视场角，从而实现接近人眼视场的效果；同时有利于校正光学系统的像差，提高所述光学系统的成像质量。

在一些实施方式中，第一透镜的中心厚度CT1与第一透镜的边缘厚度ET1满足：2.5<CT1/ET1<3.5。满足上述条件，有利于提升对大视场光线的会聚能力，调整光线聚焦位置，缩短光学总长，实现镜头的小型化。

在一些实施方式中，第二透镜的中心厚度CT2与第二透镜的边缘厚度ET2满足：2.5<CT2/ET2<3.5。满足上述条件，有利于透镜的加工生产，提高组装良率。

在一些实施方式中，第三透镜的中心厚度CT3与第三透镜的边缘厚度ET3满足：0.3<CT3/ET3<0.6。满足上述条件，有利于矫正系统的各类像差，提升成像质量。

在一些实施方式中，第四透镜的中心厚度CT4与第四透镜的边缘厚度ET4满足：0.9<CT4/ET4<1.6。满足上述条件，能够合理控制主光线偏转角度，提高与大尺寸图像源的匹配程度。

在一些实施方式中，第四透镜的出光面曲率半径R7与第四透镜的入光面曲率半径R8满足：0.5<R7/R8<1.5。满足上述条件，通过合理设置第四透镜的面型，有利于提高近轴视场的解像品质，同时有利于减小所述光学镜头的总长，实现所述光学镜头高成像质量和体积小型化的均衡。

在一些实施方式中，光学镜头满足条件式：28mm<TTL<35mm，18mm<f<22mm；其中，TTL表示所述光学镜头的光学总长，f表示所述光学镜头的有效焦距。满足上述条件，表明本发明实施例所提供的光学镜头至少长焦特性及小型化的特点。

在一些实施方式中，本发明提供的光学镜头中的透镜材质可为玻璃或塑胶。当透镜的材质为塑胶，可以有效降低生产成本。另当透镜的材质为玻璃，则可以通过玻璃自身低色散的特点，可以有效矫正光学系统的几何色差。本发明提供的光学镜头可采用全塑胶镜片结构，不仅使镜头具有优异的成像性能，而且可使镜头的结构较为紧凑，能够较好实现镜头的小型化和高像质的均衡。

在一些实施方式中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜可以采用球面透镜或者非球面透镜，非球面结构相比于球面结构，能够有效减小所述光学系统的像差，从而减少透镜的个数及减小透镜的尺寸，更好实现镜头小型化。更为具体的是，本发明的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜均可采用非球面透镜，能够有效减小所述光学镜头的像差，从而减少透镜的个数及减小透镜的尺寸，更好实现镜头小型化。

在本发明各个实施例中，当透镜采用非球面透镜时，光学镜头的各非球面表面形状满足下列方程：

；

其中，z为曲面与曲面顶点在光轴方向的距离，h为光轴到曲面的距离，c为曲面顶点的曲率，K为二次曲面系数，B、C、D、E、F、G、H分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶曲面系数。

此外，本发明还提供了一种近眼显示设备，沿光信号传输方向依次包括：图像源、上述的光学镜头；图像源用于发射光信号，光信号包括图像信息。光学镜头设于图像源的出光方向上，且第四透镜相较于第一透镜更靠近所述图像源设置，光学镜头用于对图像源发出的光信号进行调制传输至人眼。

下面分多个实施例对本发明进行进一步的说明。在各个实施例中，光学镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。下述实施例仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不仅仅受下述实施例的限制，其他的任何未背离本发明创新点所作的改变、替代、组合或简化，都应视为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

请参阅图1，所示为本发明实施例中提供的近眼显示设备400的结构示意图，请参阅图2，所示为本发明实施例1中提供的光学镜头100的结构示意图，光学镜头100用于对图像源10发出的光信号进行调制并传输至人眼入瞳侧，光学镜头100设置于图像源10的出光方向上，也即图像源10的发射面为光信号的出光侧。由图2可知，光学镜头100沿光线传输的反方向（即从人眼入瞳侧至图像源面S9）依次设置有：第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4各自包括一入光面及一出光面，入光面和出光面相对设置在每个透镜的表面。可以理解的是，每个透镜靠近图像源10的表面称为该透镜的入光面，每个透镜靠近人眼入瞳侧的表面称为该透镜的出光面。

其中，第一透镜L1具有正光焦度，第一透镜的出光面S1为凸面，第一透镜的入光面S2为凸面；

第二透镜L2具有负光焦度，第二透镜的出光面S3在近光轴处为凹面，第二透镜的入光面S4在近光轴处为凸面；

第三透镜L3具有负光焦度，第三透镜的出光面S5在近光轴处为凹面，第三透镜的入光面S6为凹面；

第四透镜L4具有正光焦度，第四透镜的出光面S7为凸面，第四透镜的入光面S8为凹面；

为了更好地实现镜头小体积以及降低成本，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4均采用塑胶非球面透镜。

为满足不同屈光程度用户的佩戴需求，可通过动态调节整个透镜组（由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4组成）与图像源面S9在光轴上的空气间隔CTw来实现光学系统在不同屈光度之间的调节，从而能够很好的满足不同屈光程度用户的佩戴需求。

实施例1中的光学镜头100中各透镜的相关参数如表1-1所示。

表1-1

实施例1中的光学镜头100的非球面透镜的面型参数如表1-2所示。

表1-2

请参照图3，所示为光学镜头100的像散曲线图，图中横轴表示偏移量（单位：mm），纵轴表示视场角（单位：度）。从图3中可以看出，不同波长的子午场曲和弧矢场曲均在±0.4mm以内，说明光学镜头100的像散得到良好的校正。

请参照图4，所示为光学镜头100的f-θ畸变曲线图，图中横轴表示畸变百分比，纵轴表示视场角（单位：度）。从图4中可以看出，成像面上不同像高处的f-θ畸变控制在-6%以内，说明光学镜头100的畸变得到良好的校正。

实施例2

请参阅图5，所示为本发明实施例2中提供的光学镜头200的结构示意图，本实施例与实施例1相比，主要区别在于：各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。

实施例2中的光学镜头200中各透镜的相关参数如表2-1所示。

表2-1

实施例2中的光学镜头200的非球面透镜的面型参数如表2-2所示。

表2-2

请参照图6，所示为光学镜头200的像散曲线图，从图6中可以看出，不同波长的子午场曲和弧矢场曲均在±0.4mm以内，说明光学镜头200的像散得到良好的校正。

请参照图7，所示为光学镜头200的f-θ畸变曲线图，从图7中可以看出，成像面上不同像高处的f-θ畸变控制在-6%以内，说明光学镜头200的畸变得到良好的校正。

实施例3

请参阅图8，所示为本发明实施例3中提供的光学镜头300的结构示意图，本实施例与实施例1相比，主要区别在于：各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。

实施例3中的光学镜头300中各透镜的相关参数如表3-1所示。

表3-1

实施例3中的光学镜头300的非球面透镜的面型参数如表3-2所示。

表3-2

请参照图9，所示为光学镜头300的像散曲线图，从图9中可以看出，不同波长的子午场曲和弧矢场曲均在±0.6mm以内，说明光学镜头300的像散得到良好的校正。

请参照图10，所示为光学镜头300的f-θ畸变曲线图，从图10中可以看出，成像面上不同像高处的f-θ畸变控制在-6%以内，说明光学镜头300的畸变得到良好的校正。

请参阅表4，为上述各实施例对应的光学特性，包括所述光学镜头的有效焦距f、光学总长TTL、光圈值Fno、最大视场角FOV、出瞳距离ED、入瞳直径EPD、以及光学镜头可以匹配的图像源的显示区域长度IH与各实施例中每个条件式对应的数值。

表4

综合上述实施例，本发明提供的光学镜头至少具有以下优点：

（1）通过特定的表面形状设置和合理的光焦度分配，使光学镜头具有较大的视场角（FOV≥70°）和较短的光学总长（TTL<32.1mm），有利于近眼显示设备的轻薄化，较大的视场角可以提供宽视场的显示效果，给用户带来更好的体验感。

（2）可通过调节透镜组与图像源在光轴上的空间间隔距离，可实现不同屈光度调节，能够实现较大范围的屈光度调节（-8D至+5D），且均具有较高的成像质量，能够满足不同近视用户的需求，同时具有较大的出瞳距离（ED>12.5mm），能够给用户提供更好的体验感。

（3）光学镜头还具有较大的像面、较小的畸变（畸变在-6%以内）以及较高的解像力，能够匹配大尺寸的图像源实现高清成像，为用户带来极佳的感官体验。

实施例4

请参阅图11，所示为本发明实施例提供的一种近眼显示设备400中的光路示意图，所述近眼显示设备400包括图像源10、本申请前述任一实施例中的光学镜头（如光学镜头100），所述光学镜头100位于人眼20和图像源10之间。从图像源10发出的图像信息经所述光学镜头100进入人眼20成像，人眼20中可以观察到高清放大的虚像，具有极为逼真的感官体验。

所述图像源10用于发射光信号，所述光信号包括图像信息。具体地，所述图像源10可以为Micro LED、OLED、LCD、LCOS、M-OLED等显示屏中的一种，更为具体地，在本实施例中图像源10可以采用1.3英寸的Micro OLED 显示屏，能够为所述光学镜头100提供高清晰的图像画面信息。

所述光学镜头100设置于所述图像源10的出光方向上，且光学镜头100中的第四透镜相较于第一透镜更靠近所述图像源10设置，所述光学镜头100用于对所述图像源10发出的光信号进行调制传输至人眼20。

所述近眼显示设备400可以是VR眼镜、VR头盔、头戴显示设备等，由于上述光学镜头具有较大的视场角和较短的光学总长，有利于近眼显示设备的轻薄化，较大的视场角可以提供宽视场的显示效果，提高用户的沉浸感，从而给用户带来更好的体验感，同时所述光学镜头还具有较大的出瞳距离、较大的像面以及较高的解像力，经所述光学镜头调制之后的光信号图像明亮清晰、效果更好，投射至人眼的画面更清晰，因此搭载所述光学镜头的近眼显示设备至少具有小型化、宽视场、高像质的特点，能够有效提升用户的目视体验和舒适感。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光学镜头，共四片透镜，其特征在于，所述光学镜头沿光线传输的反方向依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜各自包括一入光面及一出光面，入光面和出光面相对设置在每个透镜的表面；

所述第一透镜具有正光焦度，所述第一透镜的出光面为凸面，所述第一透镜的入光面为凸面；

所述第二透镜具有负光焦度，所述第二透镜的出光面在近光轴处为凹面，所述第二透镜的入光面在近光轴处为凸面；

所述第三透镜具有负光焦度，所述第三透镜的出光面在近光轴处为凹面，所述第三透镜的入光面为凹面；

所述第四透镜具有正光焦度，所述第四透镜的出光面为凸面，所述第四透镜的入光面为凹面；

其中，所述光学镜头的有效焦距f与所述光学镜头的最大半视场角的弧度θ满足：30mm/rad<f/θ<40mm/rad；所述光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头可以匹配的图像源的显示区域长度IH满足：1.1<TTL/IH<1.5。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的有效焦距f与所述第一透镜的焦距f1满足：1.2<f1/f<2.5。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的有效焦距f与所述第二透镜的焦距f2满足：-30<f2/f<-5；所述第二透镜的出光面曲率半径R3与所述第二透镜的入光面曲率半径R4满足：0.3<R3/R4<0.8。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的有效焦距f与所述第三透镜的焦距f3满足：-20<f3/f<-3；所述第三透镜的出光面曲率半径R5与所述第三透镜的入光面曲率半径R6满足：-3<R5/R6<-0.3。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的有效焦距f与所述第四透镜的焦距f4满足：1.2<f4/f<2.5。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的出光面曲率半径R1与所述第一透镜的入光面曲率半径R2满足：-0.3<R1/R2<0。

7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的后焦距BFL满足：0.22<BFL/TTL<0.3。

8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度CT1与所述第二透镜的中心厚度CT2满足：1<CT1/CT2<1.5；所述第二透镜的中心厚度CT2与所述第三透镜的中心厚度CT3满足：3<CT2/CT3<4。

9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距f1与所述第四透镜的焦距f4满足：0.7<f1/f4<1.3；所述第一透镜的中心厚度CT1和所述第四透镜的中心厚度CT4：0.9<CT1/CT4<1.5。

10.一种近眼显示设备，其特征在于，沿光信号传输方向依次包括：图像源、如权利要求1-9任一项所述的光学镜头；

所述图像源用于发射光信号，所述光信号包括图像信息；

所述光学镜头设于所述图像源的出光方向上，且所述第四透镜相较于所述第一透镜更靠近所述图像源设置，所述光学镜头用于对所述图像源发出的光信号进行调制传输至人眼。